Биологическая революция на Земле: как это было
Идея о том, что жизнь могла возникнуть так рано в среде, которая на первый взгляд совершенно для этого не приспособлена, звучит как фантастика. В эоархейскую эпоху, первую геологическую эру архейского эона (Земле тогда было всего 500 миллионов лет) ландшафт планеты представлял собой вулканическую пустошь. Новообразованная кора была еще слишком горяча и тонка, чтобы поддерживать тектоническую активность. Астероиды и кометы падали на планету дождем, и, как полагают ученые, именно они и вызвали комплекс как атмосферно-геологических, так и химических условий, необходимых для зарождения жизни. В те мрачные времена атмосфера Земли была полна метана и аммиака, а свободного кислорода на ней не было в принципе. Даже Солнце выглядело иначе, поскольку интенсивность его свечения составляла примерно 75% от того, что мы наблюдаем сейчас.
Древняя жизнь: миллиарды лет эволюции
Именно в этой враждебной среде должны были появиться и начать развиваться ранние жизненные формы. То есть уже на таком раннем этапе на Земле были все условия для поддержания жизнедеятельности организмов. Следы биологической активности сохранились в невероятно древних и сильно деформированных скальных породах, возраст которых составляет без малого 4 миллиарда лет! Это «отодвигает» сроки возникновения первых форм жизни на дополнительные 150-250 миллионов лет вглубь истории.
Искать столь ранние следы жизни очень тяжело. Главным образом потому, что со временем скалы претерпевали сильную деформацию и их породы видоизменялись. До этого момента самыми старыми окаменелостями, содержавшими в себе следы микробной жизни, были камни возрастом 3,77 миллиарда лет — но оказалось, что это не предел. Они были найдены в Гренландии: наиболее известны образцы с формации Исуа (3,7 млрд. лет) и Акилла (3,8 млрд. лет). Однако новая находка, сделанная Цуйоши Камией (Tsuyoshi Komiya)из Токийского университета в горах Саглек, что в северной части канадской провинции Ньюфаундленд и Лабрадор, была датирована возрастом в примерно 3,95 миллиарда лет.
Как найти следы жизни
Камия, как и другие геологи, искал биогенные, то есть биологической природы, зерна графита, «запертые» в скальных породах. Это не буквальные отпечатки микробов, но результат их жизнедеятельности. Команда ученых провела детальный геологический анализ пород, а также измерила химический состав графита, который свидетельствует о биологических процессах, имевших место в далеком прошлом. Важно отметить, что исследователи исключили возможность того, что графит попал в породу с более молодыми камнями. В результате команда Камии сделала заключение, что графиту, содержащемуся в добытых образцах, в самом деле 3,95 миллиарда лет и что он имеет явное биологическое происхождение.
«Это отличная статья с большим количеством информации и еще одним существенным доказательством того, что жизнь существовала еще в эоархее», — говорит Доминик Папино, исследователь из Лондонского колледжа, который не принимал участия в исследовании. «Я думаю, что авторы провели весьма серьезную работу, которая могла бы быть еще более убедительной, если бы они посмотрели на элементарный и молекулярный составы графита и его минеральных производных».
Критика нового открытия и его значение для науки
Папино обеспокоен тем, что природа графита может быть неорганической и считает, что нужно провести более углубленный анализ. Его коллега, Мэтью Додд, разделяет ту же озабоченность и отмечает, что изотопный состав углерода в графите, на котором строит свои догадки Камия, в теории может быть продуктом и неорганических химических процессов.
В качестве примера он приводит тот факт, что легкие изотопы углерода часто встречаются в метеоритах, на которых никакой биологической активности и быть не может. Кроме того, одного углерода мало: необходимо также провести параллельное исследование в поисках другие элементов, неразрывно связанных с органической жизнью — азота, серы и фосфора, следы которого неизбежно остались бы в графите, если бы последний был результатом жизнедеятельности микробов.
Как бы то ни было, у нового открытия есть огромный потенциал не только геологического, но и астрономического значения. С его помощью можно провести параллели геологического состава и ландшафтных изменений и на других планетах (включая любимый астрономами Марс, поскольку 4 млрд лет назад он был подобен Земле) и попробовать выяснить, не является ли жизнь инопланетным агентом, занесенным на Землю теми же метеоритами. Если ученые смогут отследить параллели, то, возможно, Земля потеряет свой статус «колыбели жизни» в Солнечной системе.